網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中天線參數(shù)優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中天線參數(shù)優(yōu)化第1頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月主要注重設(shè)備參數(shù)等方面，對基站天饋線的優(yōu)化注重較少，造成網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中基礎(chǔ)與高層優(yōu)化脫節(jié)，網(wǎng)絡(luò)的性能并沒有得到明顯改善。隨著移動(dòng)通信事業(yè)的不斷發(fā)展及用戶要求的不斷提高，對網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)質(zhì)量提出了更高要求。因此，今后網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化應(yīng)更有針對性。應(yīng)該從基礎(chǔ)層作起，確保網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的正常運(yùn)行，充分發(fā)揮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的資源。由于長期以來其他層次參數(shù)的優(yōu)化工作做的比較完善。因此，今后網(wǎng)優(yōu)的重點(diǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)移到基礎(chǔ)層既天饋系統(tǒng)優(yōu)化，并已成當(dāng)務(wù)之急。無線

參數(shù)優(yōu)化

頻點(diǎn)規(guī)劃優(yōu)化

天饋系統(tǒng)的優(yōu)化

第2頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月目錄一、無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成二、無線覆蓋與小區(qū)劃分

三、實(shí)現(xiàn)無縫隙覆蓋

四、無線覆蓋與網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)性能的關(guān)系

第3頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月一、無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成第4頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第一個(gè)界面為基站與用戶的界面。該界面通過基站天線實(shí)現(xiàn)無線覆蓋，完成用戶與網(wǎng)絡(luò)之間的信息交換。第二個(gè)界面是網(wǎng)絡(luò)容量的規(guī)劃與設(shè)置。

第三個(gè)界面為基站與控制系統(tǒng)的各種無線參數(shù)的設(shè)定。（小區(qū)用戶登記切換電平設(shè)置--------）。

由此可看出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)包括三部分。第一部分是無線覆蓋，它是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)的基礎(chǔ)。沒有好的無線覆蓋就不會(huì)有好的網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)性能。

第5頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第二部分是頻點(diǎn)的規(guī)劃與設(shè)置，它是限定網(wǎng)絡(luò)的容量。第三部分是各種無線參數(shù)的正確設(shè)置。因此，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的內(nèi)容就包括這三部分內(nèi)容的優(yōu)化：1．無線覆蓋，確定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的范圍；2．信道設(shè)置，確定網(wǎng)絡(luò)的容量；3．控制參數(shù)的設(shè)置，確定網(wǎng)絡(luò)的工作性質(zhì)。長期以來，各移動(dòng)通信公司對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作一直沒有停止過。在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面投入了大量的人力、物力，付出了艱辛的勞動(dòng)。但是，以前的網(wǎng)優(yōu)工作第6頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月上圖形象地說明了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。要提高網(wǎng)絡(luò)的性能，打造一個(gè)金牌網(wǎng)絡(luò)首先要保證基礎(chǔ)層的工作正常。我們知道網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是在系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下對系統(tǒng)的設(shè)備、軟、硬件參數(shù)的全面調(diào)整，但在實(shí)際網(wǎng)優(yōu)工作中往往只注意到設(shè)備的軟硬件參數(shù)優(yōu)化（既最高層優(yōu)化）而忽略了優(yōu)化的最基礎(chǔ)的工作。2002年度，我們對移動(dòng)和聯(lián)通公司部分省市在網(wǎng)基站進(jìn)行了全面巡檢，發(fā)現(xiàn)天饋系統(tǒng)安裝不規(guī)范，天饋系統(tǒng)故障，天線選型不當(dāng)造成網(wǎng)絡(luò)性能不佳的原因占到80%以上。天饋系統(tǒng)的好壞是決定基礎(chǔ)天線覆蓋好壞的決定因素。也是決定網(wǎng)絡(luò)性能好壞的基礎(chǔ)。無線覆蓋的優(yōu)化主要是解決無線覆蓋的范圍與覆蓋區(qū)內(nèi)無線覆蓋質(zhì)量優(yōu)化。第7頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月二、無線覆蓋與小區(qū)劃分

由VHF、UHF的電波傳播特性可知，一個(gè)基站僅能在有效的電波覆蓋區(qū)內(nèi)為用戶服務(wù)，這樣的覆蓋區(qū)稱為無線小區(qū)（基站區(qū)），服務(wù)區(qū)（業(yè)務(wù)區(qū)）是指移動(dòng)通信網(wǎng)所能提供的正常業(yè)務(wù)的范圍，業(yè)務(wù)區(qū)通常由若干個(gè)無線小區(qū)組成，無線小區(qū)的劃分和服務(wù)區(qū)的組成應(yīng)按用戶區(qū)域分布覆蓋區(qū)形狀及業(yè)務(wù)要求，并根據(jù)地形電波傳播特點(diǎn)、話務(wù)分布、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面，綜合考慮確定采用什么樣區(qū)域劃分及組成。

第8頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月由于電波傳播的損耗是隨著距離的增加而增加，并與地形環(huán)境密切相關(guān)。另外，手機(jī)的功率的有限性決定了移動(dòng)臺(tái)與基站之間的距離是有限的，也決定了無線小區(qū)的范圍的有限性，當(dāng)然小區(qū)范圍的大小還與小區(qū)內(nèi)話務(wù)量的分布有關(guān)。第9頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月業(yè)務(wù)區(qū)與無線小區(qū)的結(jié)構(gòu)：

1、帶狀網(wǎng)：主要應(yīng)用于覆蓋公路、鐵路、跨海橋梁、海岸等。

第10頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月2、蜂窩網(wǎng)：在平面區(qū)域內(nèi)劃分小區(qū)通常采用蜂窩狀結(jié)構(gòu)。小區(qū)的形狀可分為正三角形、正四邊形、正六邊形。第11頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月單個(gè)區(qū)域形狀相鄰區(qū)域中心距離單個(gè)區(qū)域面積正三角形R正四邊形正六邊形?√3R2

√2R√3R2R22.6R2第12頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月可看出，正六邊形相鄰區(qū)域中間間距最大，覆蓋面積最大。在業(yè)務(wù)區(qū)域面積一定的情況下，正六邊形小區(qū)的形狀最接近理想的形狀，因?yàn)樗璧幕緮?shù)最少，最經(jīng)濟(jì)，由于它與蜂窩相同，故稱蜂窩網(wǎng)。

第13頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月蜂窩小區(qū)根據(jù)它的面積大小可分為：

微微蜂窩微蜂窩宏蜂窩微微蜂窩微蜂窩宏蜂窩第14頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月宏蜂窩小區(qū)：1公里以上（主要用于郊區(qū)、一般市區(qū)）

保證連續(xù)覆蓋（滿足低容量）

高速移動(dòng)業(yè)務(wù)（車載通信）

較適合于低速數(shù)據(jù)傳輸

基站功率大第15頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月微蜂窩小區(qū)：數(shù)百米（主要用于繁華市區(qū)）

滿足大容量

較低移動(dòng)性業(yè)務(wù)（步行）

較適合于較高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

較多用戶的話音業(yè)務(wù)

基站功率較低

第16頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月微微蜂窩小區(qū)：室內(nèi)系統(tǒng)

高容量業(yè)務(wù)

適合于業(yè)務(wù)密集區(qū)

一般用于室內(nèi)分布系統(tǒng)

第17頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月對于蜂窩小區(qū)的激勵(lì)通常為中心激勵(lì)與頂點(diǎn)激勵(lì)，在每個(gè)小區(qū)中基站可設(shè)在小區(qū)的中央，用全向天線形成圓形覆蓋，這就是中心激勵(lì)。也可將基站設(shè)計(jì)在每個(gè)小區(qū)六邊形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)基站采用三付相同120度上行定向天線實(shí)現(xiàn)覆蓋，這就是頂點(diǎn)激勵(lì)。

第18頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

區(qū)群的組成：相鄰小區(qū)不能用相同的信道，相同信道的小區(qū)之間應(yīng)有足夠的距離進(jìn)行隔離，避免出現(xiàn)同頻干擾，這些不同信道的小區(qū)組成一個(gè)區(qū)群，只有不同區(qū)群的小區(qū)才能進(jìn)行信道再用。

第19頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月區(qū)群的組成應(yīng)滿足：(1)

區(qū)群之間可以鄰接且無空隙、無重疊的進(jìn)行覆蓋；(2)

鄰接之后的區(qū)群應(yīng)保證各個(gè)相鄰?fù)诺佬^(qū)之間距離相等。滿足上述條件的區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)不是任意的，可以證明，區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)應(yīng)滿足N=i2+ij+j2，式中ij均為正整數(shù)。

第20頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

0123411371321247121928391319273741621283748jNi第21頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月小區(qū)分裂：在整個(gè)服務(wù)區(qū)中，每個(gè)區(qū)的大小可以是相同的，這適用于用戶密度均勻分布的情況，對于用戶密度不均勻的情況，在高密度區(qū)可使小區(qū)面積小一些，在低密度區(qū)小區(qū)面積大一些，對于已規(guī)劃好的蜂窩網(wǎng)隨著城市建設(shè)的發(fā)展，原來低密度用戶區(qū)可能變成高密度用戶區(qū)，這需要擴(kuò)充小區(qū)容量，其中一個(gè)重要方法是使小區(qū)面積變小，增加新的基站，這就叫小區(qū)分裂。第23頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月三、實(shí)現(xiàn)無縫隙覆蓋1、

一般城市市區(qū)的蜂窩網(wǎng)的小范圍覆蓋。2、城市郊區(qū)、縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、風(fēng)景點(diǎn)、公路、鐵路等低話務(wù)量地區(qū)廣度覆蓋。3、

城市室內(nèi)、商場、地鐵、地下停車場等深度覆蓋。第25頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月對于不同業(yè)務(wù)區(qū)采用不同的覆蓋要求：(1)

公路、鐵路、基站應(yīng)用環(huán)境具有話務(wù)量低、用戶高速移動(dòng)的特點(diǎn)，必須重點(diǎn)解決覆蓋問題，一般可采用帶狀覆蓋，采用雙向小區(qū)在穿過鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣城時(shí)可采用三扇區(qū)體制或全向體制，在覆蓋中天線的選擇很重要，天線的方向圖應(yīng)和覆蓋地區(qū)相匹配。

第26頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)

途徑郊區(qū)、村鎮(zhèn)的道路覆蓋此時(shí)對話務(wù)量及覆蓋均具一定的需求，可采用01、02、S111、O+S型基站，天線的選擇主要考慮覆蓋距離，選擇不帶內(nèi)置電下傾天線，如基站附近有覆蓋要求時(shí)，應(yīng)考慮避免塔下黑，可采用內(nèi)置電下傾天線或賦形天線。

第27頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)

郊區(qū)覆蓋若接近城區(qū)，基站數(shù)量不少，頻率復(fù)用較為緊密，此時(shí)應(yīng)注意控制覆蓋及干擾，若接近農(nóng)村，則覆蓋為主，建議不采用全向站，要采用定向站，可采用65度、90度的定向天線。天線下傾角由垂直波束與主要覆蓋區(qū)的距離、天線掛高來決定，天線掛高由覆蓋區(qū)大小及下傾角共同決定。

第28頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月覆蓋區(qū)內(nèi)功率強(qiáng)度預(yù)測：由于覆蓋區(qū)內(nèi)地理特征、自然特征差別較大，這些嚴(yán)重影響了覆蓋效果，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)階段，必須對一些典型結(jié)構(gòu)做一些預(yù)測。

第29頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月理論型覆蓋預(yù)測公式：(1)自由空間傳播（單射線型）Lf=10lgPR/PT=20log(λ/4πd)+GT+GR=-32.44+GT+GR

–20logF(MHz)–20logd(Km)例：室內(nèi)分布系統(tǒng)中計(jì)算吸頂天線輸出功率與距離為R處的室內(nèi)覆蓋的場強(qiáng)關(guān)系，設(shè)：PR=-72dBmR=18m=0.018kmGT=3dBiGR=1.5dBi天線裝在天花板（石膏板）上，損耗5dB，求天線口的功率PT解：PT=PR+32.44-GT-GR+20logF+20logd=-72dBm+32.44-3-1.5+20log900+20log0.018=-20dBm考慮到石膏板的損耗，天線口的實(shí)際功率共為PT=-20dBm+5dB=-15dBm

第30頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月例2：在單射線模條件下，路損變化對覆蓋距離的關(guān)系，可算出：增益（dB）覆蓋距離（d1/d2）11.1221.2631.4141.5851.7862第31頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)

平面反射傳播（雙射線型）Lf=10lgPR/PT=20logHT(m)+20logHR(m)+GT+GR–40logd(m)上式中，沒有頻率出現(xiàn)時(shí)認(rèn)為，hthr＜＜d反射面為理想導(dǎo)體。dhThM第32頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月例3：基站天線的高度對接收信號的影響，為討論方便，我們令GT=GR=1Lf=10logPR/PT=20logHT+20logHR-40logd(m)或，寫成：PR=PT（HTHM/d2）2若PT不變，原來接收PR=-110dBm,HT=30m現(xiàn)在改變PR=-100dBm，求HT′應(yīng)為多少？解：PR′10logPR′-10logPR=20logHT′-20logHT10=20logHT′/HTHT′=HT101/2=3.16HT=94.8mPT(HTHM/d2)2PR=PT(HT′HM/d2)2=HT′2HT2第33頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月說明：1、在上述公式中，增加基站天線的有效高度可以改善覆蓋電平，我們稱為基站天線高度增益因子，從上例可看出，當(dāng)基站天線有效高度增加近3倍時(shí)，覆蓋改善10dB。2、由上式可以看出，HT′=2HT時(shí)，PR′（dB）-PR(dB)=6dB。3、對HR的作用不服從此規(guī)律。第34頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月例：在雙射線模中路損變化與覆蓋距離的關(guān)系。顯然，比單射線模情況要小的多。增益（dB）覆蓋距離（d′/d）11.05921.12231.18841.2651.33461.412第35頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)

多射線模Lf=Lo+L(diff)+L(mult)式中，LO自由空間單射線損耗L(diff)屋頂繞射損耗L(mult)環(huán)繞基站天線周圍建筑物多次反射的損耗。

第36頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月經(jīng)驗(yàn)公式：okumura—HaTa模型Lf=69.55+26.16logF(MHz)–13.82loghT(m)–α(hr)+(44.9–6.55loghT(m))logd(Km)對大城市α(hr）=3.21[log(11.75hr(m)]2-4.97對小城市α(hr）=(1.1logF(MHz)-0.7)hr-(1.56logF(MHz))-0.8)上式適用于：1≤d≤20(Km)30≤hT≤200(m)15≤F≤1500(MHz)第37頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月對于F=900MHz，hT=30m，hT=1.5m，中等城市α=0，上式Lf=126.42+35.22logd(Km)與自由空間傳播模比較：Lf=91.52+20logd(Km)與平面反射型：Lf=86.94+40logd(Km)可看出，經(jīng)驗(yàn)公式比理論公式的路損高。

第38頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月Okumura將環(huán)境分為三類：開闊地、郊區(qū)、城市分別由不同的相關(guān)因子來補(bǔ)償。開闊地：L0=Lf+K0

K0=-4.78(logF(MHz))2+18.33logF(MHz)-40.94郊區(qū)：L0=Lf+KsKs=-2(logF(MHz)/28)2–5.4對900MHz：K0=-28.5dBKs=-10dB對1800MHz：K0=-32dBKs=-12dB第39頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月例：Okumura-HaTa經(jīng)驗(yàn)公式中可以看出基站天線有效高度增益因子為13.82logHT(m）顯然小于雙射線模。路損變化與覆蓋距離的關(guān)系較前面兩種模式復(fù)雜，它與基站的有效高度有關(guān)，以HT=30米為例可得如下結(jié)果：增益（dB)覆蓋距離dˊ/d11.0621.1431.2441